敘拉古的阿基米德

除了偉大的牛頓和偉大的愛(ài)因斯坦，再?zèng)]有一個(gè)人象他那樣為人類的進(jìn)步做出過(guò)這樣大的貢獻(xiàn)。即使牛頓和愛(ài)因斯坦也都曾從他身上汲取過(guò)智慧和靈感。他是“理論天才與實(shí)驗(yàn)天才合于一人的理想化身”，他就是敘拉古的阿基米德。

阿基米德生平

阿基米德，誕生于希臘敘拉古附近的一個(gè)小村莊。他出生于貴族，與敘拉古的赫農(nóng)王有親戚關(guān)系，家庭十分富有。阿基米德的父親是天文學(xué)家兼數(shù)學(xué)家，學(xué)識(shí)淵博，為人謙遜。阿基米德受家庭的影響，從小就對(duì)數(shù)學(xué)、天文學(xué)特別是古希臘的幾何學(xué)產(chǎn)生了濃厚的興趣。當(dāng)他剛滿十一歲時(shí)，借助與王室的關(guān)系，被送到埃及的亞歷山大里亞城去學(xué)習(xí)。亞歷山大位于尼羅河口，是當(dāng)時(shí)文化貿(mào)易的中心之一。這里有雄偉的博物館、圖書(shū)館，而且人才薈萃，被世人譽(yù)為“智慧之都”。阿基米德在這里學(xué)習(xí)和生活了許多年，曾跟很多學(xué)者密切交往。他兼收并蓄了東方和古希臘的優(yōu)秀文化遺產(chǎn)，在其后的科學(xué)生涯中作出了重大的貢獻(xiàn)。公元前二一二年，古羅馬軍隊(duì)入侵?jǐn)⒗牛⒒椎卤涣_馬士兵殺死，終年七十五歲。阿基米德的遺體葬在西西里島，墓碑上刻著一個(gè)圓柱內(nèi)切球的圖形，以紀(jì)念他在幾何學(xué)上的卓越貢獻(xiàn)。

阿基米德的成就

阿基米德無(wú)可爭(zhēng)議的是古代希臘文明所產(chǎn)生的最偉大的數(shù)學(xué)家及科學(xué)家，他在諸多科學(xué)領(lǐng)域所作出的突出貢獻(xiàn)，使他贏得同時(shí)代人的高度尊敬。

阿基米德求得了拋物線弓形、螺線、圓形的面積和體積以及橢球體、拋物面體等復(fù)雜幾何體的體積。在推演這些公式的過(guò)程中，他熟練的啟用了“窮竭法”，即我們今天所說(shuō)的逐步近似求極限的方法，因而被公認(rèn)為微積分計(jì)算的鼻祖。他還利用此法估算出Π值在和之間，并得出了三次方程的解法。面對(duì)古希臘繁冗的數(shù)字表示方式，阿基米德提出了一套有重要意義的按級(jí)計(jì)算法，并利用它解決了許多數(shù)學(xué)難題。

阿基米德在力學(xué)方面的成績(jī)最為突出，這些成就主要集中在靜力學(xué)和流體靜力學(xué)方面。他在研究機(jī)械的過(guò)程中，發(fā)現(xiàn)了杠桿原理，并利用這一原理設(shè)計(jì)制造了許多機(jī)械。他在研究浮體的過(guò)程中發(fā)現(xiàn)了浮力定律，也就是有名的阿基米德定律。

阿基米德在天文學(xué)方面也有出色的成就。他設(shè)計(jì)了一些圓球，用細(xì)繩和木棒將它們聯(lián)接起來(lái)模仿日月和星辰的運(yùn)動(dòng)，并利用水力使它們轉(zhuǎn)動(dòng)。這樣日食和月食就可以生動(dòng)的表現(xiàn)出來(lái)了。阿基米德認(rèn)為地球是圓球狀的，并圍繞著太陽(yáng)旋轉(zhuǎn)，這一觀點(diǎn)比哥白尼的“日心地動(dòng)說(shuō)”要早一千八百年。限于當(dāng)時(shí)的條件，他并沒(méi)有就這個(gè)問(wèn)題做深入系統(tǒng)的研究。但早在公元前三世紀(jì)就提出這樣的見(jiàn)解，是很了不起的。

阿基米德的著作很多，作為數(shù)學(xué)家，他寫(xiě)出了《論球和圓柱》、《論劈錐曲面體與球體》、《拋物線求積》、《論螺線》等數(shù)學(xué)著作。作為力學(xué)家，他著有《論平板的平衡》、《論浮體》、《論杠桿》、《論重心》等力學(xué)著作。在《論平板的平衡》中，他系統(tǒng)地論證了杠桿原理。在論浮體中、他論證了浮體定律。

阿基米德不僅在理論上成就璀璨，還是一個(gè)富有實(shí)踐精神的工程學(xué)家。他一生設(shè)計(jì)、制造了許多機(jī)構(gòu)和機(jī)器，除了杠桿系統(tǒng)外，值得一提的還有舉重滑輪、灌地機(jī)、揚(yáng)水機(jī)以及軍事上用的投射器等。被稱作“阿基米德舉水螺旋”的揚(yáng)水機(jī)是為了將水從大船的船艙中排出而發(fā)明的。揚(yáng)水機(jī)可以利用螺旋把搬運(yùn)到高處，在埃及得到了廣泛的應(yīng)用，是現(xiàn)代螺旋泵的前身。“給我一個(gè)支點(diǎn)，我將移動(dòng)地球”

阿基米德不僅是個(gè)理論家，也是個(gè)實(shí)踐家，他一生熱衷于將其科學(xué)發(fā)現(xiàn)應(yīng)用于實(shí)踐，從而把二者結(jié)合起來(lái)。在埃及，公元前一千五百年前左右，就有人用杠桿來(lái)抬起重物，不過(guò)人們不知道它的道理。阿基米德潛心研究了這個(gè)現(xiàn)象并發(fā)現(xiàn)了杠桿原理。

赫農(nóng)王對(duì)阿基米德的理論一向持半信半疑的態(tài)度。他要求阿基米德將它們變成活生生的例子以使人信服。阿基米德說(shuō)：“給我一個(gè)支點(diǎn)，我就能移動(dòng)地球。”國(guó)王說(shuō)：“這恐怕實(shí)現(xiàn)不了，你還是來(lái)幫我拖動(dòng)海岸上的那條大船吧。”這條船是赫農(nóng)王為埃及國(guó)王制造的，體積大，相當(dāng)重，因?yàn)椴荒芘矂?dòng)，擱淺在海岸上已經(jīng)很多天了。阿基米德滿口答應(yīng)下來(lái)。

阿基米德設(shè)計(jì)了一套復(fù)雜的杠桿滑輪系統(tǒng)安裝在船上，將繩索的一端交到赫農(nóng)王手上。赫農(nóng)王輕輕拉動(dòng)繩索，奇跡出現(xiàn)了，大船緩緩地挪動(dòng)起來(lái)，最終下到海里。國(guó)王驚訝之余，十分佩服阿基米德，并派人貼出告示“今后，無(wú)論阿基米德說(shuō)什么，都要相信他。”

金冠之謎

赫農(nóng)王讓金匠替他做了一頂純金的王冠，做好后，國(guó)王疑心工匠在金冠中摻了銀子，但這頂金冠確與當(dāng)初交給金匠的純金一樣重，到底工匠有沒(méi)有搗鬼呢？既想檢驗(yàn)真假，又不能破壞王冠，這個(gè)問(wèn)題不僅難倒了國(guó)王，也使諸大臣們面面相覷。后來(lái)，國(guó)王將它交給了阿基米德。阿基米德冥思苦想出很多方法，但都失敗了。有一天，他去澡堂洗澡，他一邊坐進(jìn)澡盆里，一邊看到水往外溢，同時(shí)感到身體被輕輕拖起。他突然恍然大悟，跳出澡盆，連衣服都顧不得穿就直向王宮奔去，一路大聲很著“尤里卡”，“尤里卡”原來(lái)他想到，如果王冠放入水中后，排出的水量不等于同等重量的金子排出的水量，那肯定是摻了別的金屬。這就是有名的浮力定律，既浸在液體中的物體受到向上的浮力，其大小等于物體所排出液體的重量。后來(lái)，該定律就被命名為阿基米德定律。

愛(ài)國(guó)者阿基米德

在阿基米德晚年時(shí)，羅馬軍隊(duì)入侵?jǐn)⒗?，阿基米德指?dǎo)同胞們制造了很多攻擊和防御的武器。當(dāng)侵略軍首領(lǐng)馬塞勒塞率眾攻城時(shí)，他設(shè)計(jì)的投石機(jī)把敵人打得哭爹喊娘。他制造的鐵爪式起重機(jī)，能將敵船提起并倒轉(zhuǎn)，拋至大海深處。傳說(shuō)他還率領(lǐng)敘拉古人民制作了一面大凹鏡，將陽(yáng)光聚焦在靠近的敵船上，使它們焚燒起來(lái)。羅馬士兵在這頻頻的打擊中已經(jīng)心驚膽戰(zhàn)，草木皆兵，一見(jiàn)到有繩索或木頭從城里扔出，他們就驚呼“阿基米德來(lái)了”，隨之抱頭鼠竄。羅馬軍隊(duì)被阻入城外達(dá)三年之久。最終，于公元前二一二年，羅馬人趁敘拉古城防務(wù)稍有松懈，大舉進(jìn)攻闖入了城市。此時(shí)，阿基米德正在潛心研究一道深?yuàn)W的數(shù)學(xué)題，一個(gè)羅馬士兵闖入，用腳踐踏他所畫(huà)的圖形，阿基米德憤怒地與之爭(zhēng)論，殘暴的士兵哪里肯聽(tīng)，只見(jiàn)他舉刀一揮，一位璀璨的科學(xué)巨星就此隕落。